УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ АКТИВНЫХ ПОМЕХ С КОММУТАЦИЕЙ КОМПЕНСАЦИОННОГО КАНАЛА Российский патент 2015 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех.

Известен гетеродинный автокомпенсатор [Адаптивная компенсация помех в каналах связи. Ю.И. Лосев, А.Г. Бердников, Э.Ш. Гойхман, Б.Д. Сизов; Под. Ред. Ю.И. Лосева. - М.: Радио и связь, 1988, с. 43], содержащий основной канал с преобразователем и сумматором, а также компенсационный канал с корреляционной обратной связью, осуществляемой с помощью коррелятора, включающего умножитель и узкополосный интегрирующий фильтр. В сумматоре осуществляется сложение напряжений, в основном и компенсационном каналах, что приводит к подавлению помехи и в тоже время - к увеличению внутреннего шума. Недостатком устройства является уменьшение чувствительности приемного тракта за счет внутреннего шума компенсационного канала.

Известно также устройство компенсации активных помех [Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные системы: Лабораторный практикум. Учеб. Пособие для студентов спец. «Радиоэлектронные системы». М.: Радиотехника, 2007, с. 89], содержащее последовательно соединенные компенсационную антенну, перемножитель и сумматор, второй вход которого подключен к основной антенне, а выход - к первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход подключен ко второму входу перемножителя, выход сумматора является выходом устройства.

Активная шумовая помеха, принятая основной антенной через сумматор, поступает на первой вход коррелятора, на второй вход которого приходит помеха, принятая компенсационной антенной. Коррелятор вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции помех, принятых основной и компенсационной антенной. Помеха с выхода компенсационной антенны умножается в перемножителе на весовой коэффициент и поступает на сумматор, где вычитается из помехи, принятой основной антенной.

Наличие корреляционной обратной связи позволяет устройству настраиваться на характеристики помехи и обеспечивать ее подавление. Однако, при отсутствии помехи, в устройстве происходит накопление шумов основного и компенсационного каналов даже при отсутствии внешней помехи.

Таким образом, недостатком устройства является уменьшение чувствительности радиолокатора за счет шумов компенсационного приемного канала.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предлагаемому изобретению) является устройство компенсации помех [Патент №2363014 РФ. Устройство компенсации помех/ В.Д. Анохин, Е.В. Анохин, В.Н. Захаров, В.Г. Кильдюшевская, Ф. Симохаммед (RU). - №2008114805/09(016401). Приоритет 15.04.2008. Зарег. в ГРИ РФ 27.07.2009 г.], содержащее последовательно соединенные основную антенну и сумматор, выход которого подключен к первому входу первого коррелятора, второй вход которого соединен с выходом компенсационной антенны и с первым входом перемножителя, второй вход которого подключен к выходу первого коррелятора, к выходу основной антенны подключены последовательно соединенные третий коррелятор, второй детектор огибающей, пороговое устройство и ключ, второй вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - со вторым входом сумматора, выход сумматора является выходом устройства, второй вход третьего перемножителя соединен с выходом компенсационной антенны, к выходу основной антенны также подключены последовательно соединенные линия задержки, второй коррелятор, первый детектор огибающей, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства, второй вход второго коррелятора соединен с выходом компенсационной антенны.

Помеха с выхода основной и компенсационной антенн поступает на третий коррелятор. Напряжение с выхода третьего коррелятора детектируется вторым детектором огибающей и поступает на второй вход порогового устройства. Кроме того, помеха с выхода основной антенны через линию задержки поступает на первый вход второго коррелятора, на второй вход которого поступает помеха с компенсационной антенны. Время задержки в линии задержки выбрано исходя из того, чтобы обеспечить декорреляцию помех, принятых основной и компенсационной антеннами, т.е. τ₃>1/П, где П - полоса пропускания приемного тракта. Напряжение с выхода второго коррелятора детектируется первым детектором огибающей и поступает на первый вход порогового устройства, где используется в качестве порогового напряжения. Если на выходах основной и компенсационной антенн присутствуют некоррелированные помехи, то пороговое устройство не срабатывает, ключ будет закрыт, отключая выход перемножителя от второго входа сумматора. Шум компенсационного канала в приемный тракт поступать не будет. Если же на выходах основной и компенсационной антенн присутствуют коррелированные помехи, амплитуда напряжения на выходе второго детектора огибающей будет значительно превышать напряжение на выходе первого детектора огибающей [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. Радио, 1970, с. 509], пороговое устройство сработает и подключит выход перемножителя ко второму входу сумматора. Помеха, принятая основной антенной через сумматор, поступает на первой вход первого коррелятора, на второй вход которого приходит помеха, принятая компенсационной антенной. Первый коррелятор вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции помех принятых основной и компенсационной антеннами. Помеха с выхода компенсационной антенны умножается в первом перемножителе на весовой коэффициент и поступает на сумматор, где вычитается из помехи, принятой основной антенной. Наличие корреляционной обратной связи позволяет устройству настраиваться на характеристики помехи и обеспечивать ее подавление. После окончания действия коррелированных помех напряжение на выходе второго детектора огибающей не превышает уровень срабатывания порогового устройства и ключ закрывается, отключая канал компенсации от сумматора. При этом внутренний шум компенсационного канала на выход сумматора не проходит, что исключает уменьшение чувствительности РЛС при отсутствии на входах компенсатора взаимокоррелированных помех.

Однако наличие линии задержки на радиочастоте затрудняет практическую реализацию устройства, а также может приводить к появлению кромок помехи, что вызывает увеличение вероятности ложной тревоги.

Таким образом, недостатком устройства является наличие кромок помехи на выходе устройства.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в исключении кромок помехи.

Технический результат заключается в уменьшении вероятности ложной тревоги за счет устранения кромок помех.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство компенсации активных помех, содержащее последовательно соединенные основную антенну, первый сумматор, первый коррелятор, перемножитель и ключ, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, последовательно соединенные второй коррелятор, первый детектор огибающей и пороговое устройство, выход которого соединен со вторым входом ключа, при этом первый вход второго коррелятора соединен с выходом основной антенны, а второй вход - с выходом компенсационной антенны, соединенный также со вторыми входами перемножителя и первого коррелятора, выход первого сумматора является выходом устройства, дополнительно введены последовательно соединенные второй детектор огибающей, второй сумматор, а так же третий детектор огибающей, вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход - со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства, а вход второго детектора огибающей соединен с выходом основной антенны.

Сущность изобретения основана на формировании порогового напряжения путем некогерентного суммирования помех, принятых основной и компенсационной антеннами.

Структурная схема предложенного устройства приведена на фигуре.

Предложенное устройство компенсации активных помех состоит из основной антенны 1, второго детектора огибающей 2, второго сумматора 3, второго коррелятора 4, первого детектора огибающей 5, порогового устройства 6, первого сумматора 7, третьего детектора огибающей 8, компенсационной антенны 9, перемножителя 10, ключа 11, первого коррелятора 12, соединенных как показано на фигуре.

Ключ 11 предназначен для подключения компенсационного канала во время действия коррелированных помех, принятых основной антенной 1 и компенсационной антенной 9, в исходном состоянии ключ 11 закрыт, управление ключом 11 осуществляется выходным напряжением порогового устройства 6.

Устройство работает следующим образом.

Помеха с выхода основной антенны 1 и компенсационной антенны 9 поступает на второй коррелятор 4. Напряжение с выхода второго коррелятора 4 детектируется первым детектором огибающей 5 и поступает на первый вход порогового устройства 6. Одновременно, помеха с выхода основной антенны 1 через второй детектор огибающей 2 и с выхода компенсационной антенны 9 через третий детектор огибающей 8 поступает на соответствующие входы второго сумматора 3. Напряжение с выхода второго сумматора 3 поступает на второй вход порогового устройства 6, где используется в качестве порогового напряжения. Если на выходах основной антенны 1 и компенсационной антенны 9 присутствуют некоррелированные помехи, то пороговое устройство 6 не сработает, так как напряжение на выходе первого детектора огибающей 5 не превысит порогового напряжения, задаваемого вторым сумматором 3, ключ 11 будет закрыт, отключая выход перемножителя 10 от второго входа первого сумматора 7. Шум компенсационного канала в приемный тракт поступать не будет. Если же на выходах основной антенны 1 и компенсационной антенны 9 присутствуют коррелированные помехи, амплитуда напряжения на выходе первого детектора огибающей 5 будет значительно превышать напряжение на выходе второго сумматора 3, пороговое устройство 6 сработает и подключит выход перемножителя 10 ко второму входу первого сумматора 7. Помеха, принятая основной антенной 1 через первый сумматор 7, поступает на первой вход первого коррелятора 12, на второй вход которого приходит помеха, принятая компенсационной антенной 9. Первый коррелятор 12 вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции помех, принятых основной 1 и компенсационной антенной 9. Помеха с выхода компенсационной антенны 9 умножается в перемножителе 10 на весовой коэффициент и поступает на первый сумматор 7, где вычитается из помехи, принятой основной антенной 1. Наличие корреляционной обратной связи позволяет устройству настраиваться на характеристики помехи и обеспечивать ее подавление. После окончания действия коррелированных помех напряжение на выходе первого детектора огибающей 5 не превышает уровня срабатывания порогового устройства 6 и ключ 11 закрывается, отключая канал компенсации от первого сумматора 7, при этом шум компенсационного канала на выход первого сумматора 7 не проходит.

Так как пороговое напряжение формируется не за счет временного сдвига помеховых колебаний, принятых основной и компенсационной антеннами с использованием линии задержки на радиочастоте, а путем их некогерентного суммирования, то это упрощает практическую реализацию устройства и исключает наличие кромок помехи на выходе устройства.

Таким образом, предложенное устройство исключает наличие кромок помехи на его выходе.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, позволяющие обеспечить обнаружение целей на максимальной дальности в условиях быстро меняющейся помеховой обстановки.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы широко распространенной технологии. Устройство может быть технически реализовано как при цифровой обработке, так и при аналоговой обработке сигналов.

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех.

Техническим результатом изобретения является уменьшение вероятности ложной тревоги за счет устранения кромок помех.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство компенсации помех

дополнительно введены последовательно соединенные второй детектор огибающей, второй сумматор, а так же третий детектор огибающей, вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства, а вход второго детектора огибающей соединен с выходом основной антенны. 1 ил.

.

Устройство компенсации активных помех, содержащее последовательно соединенные основную антенну, первый сумматор, первый коррелятор, перемножитель и ключ, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, последовательно соединенные второй коррелятор, первый детектор огибающей и пороговое устройство, выход которого соединен со вторым входом ключа, при этом первый вход второго коррелятора соединен с выходом основной антенны, а второй вход с выходом компенсационной антенны, соединенный также со вторыми входами перемножителя и первого коррелятора, выход первого сумматора является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные второй детектор огибающей, второй сумматор, а также третий детектор огибающей, вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход - со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства, а вход второго детектора огибающей соединен с выходом основной антенны.